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3D打印不僅是一種新工藝手段，更是新一輪產業(yè)革命中改變人類生產和生活方式的重要引擎和顛覆性技術體系，其背后的增材思維正在帶來一場釋放設計自由度和激發(fā)創(chuàng)造力的革命。安世亞太作為我國先進設計與增材制造服務企業(yè)，提出以增材思維為核心的先進設計與制造一體化解決方案，通過先進設計技術實現(xiàn)產品結構創(chuàng)新能力的飛速提升，并建立了面向增材的從設計到制造再到服務的完整產業(yè)鏈。

安世亞太以增材思維為核心的先進設計，是一種正向設計體系的思維和能力。安世亞太采用仿真模擬或正向設計技術，借助設計創(chuàng)新、參數(shù)優(yōu)化、拓撲優(yōu)化等手段開展創(chuàng)新設計，并借助虛擬試驗技術進行驗證。在設計的過程中，工程師可以打破工藝的束縛，專注于需求，設計任何結構的產品，而不需要考慮制造工藝的局限，從而實現(xiàn)對各類工業(yè)產品整機或其關鍵零部件進行程度不一的再設計，實現(xiàn)工業(yè)品節(jié)材減重、性能提升。

助力燃氣渦輪發(fā)動機創(chuàng)新

航空發(fā)動機與燃氣渦輪產業(yè)是能源動力裝備領域的最高端產品，代表了裝備制造業(yè)的最高技術水平。由于微型燃氣渦輪發(fā)動機的零部件結構復雜且微型化，因此至今仍需依賴國外的產品和技術。

安世亞太聯(lián)合深圳意動航空科技有限公司成功開發(fā)了兩款全3D打印微型渦噴發(fā)動機，10kg級推力的NK-10和50kg級推力的NK-50。2018年已完成1200℃以上超溫試驗，各項指標滿足設計要求，試驗中最高轉速高于14萬rpm，為世界首次全3D打印旋轉渦輪高溫點火實驗。

微型渦噴發(fā)動機在多處關鍵零部件結構設計方面融入了增材先進設計的概念，減少了發(fā)動機零件數(shù)量，降低了發(fā)動機的整體重量，增加了部分結構件的強度，實現(xiàn)更低成本、更優(yōu)性能、更長壽命的目標，是滿足先進低成本微小型空中武器系統(tǒng)推進動力和車船混合動力以及增程動力需求的先進動力裝置。

用輕量化設計，實現(xiàn)工業(yè)品節(jié)材減重

降低產品重量對提升操控性，降低成本和能耗等大有裨益。安世亞太以增材思維為核心的工業(yè)再設計的直接效益是帶來工業(yè)品的節(jié)材減重。目前，安世亞太再設計體系已經在數(shù)十家企業(yè)和工業(yè)產品中應用，通過基于“集成化、輕量化、智能化”設計理念開展產品設計、基于工程仿真進行模擬計算分析、增材制造技術進行產品生態(tài)工藝設計和成型制造等工作，實現(xiàn)生態(tài)設計和綠色制造。

在機器人機械臂的增材設計中，安世亞太在ANSYS平臺下完成了對機器人兩個機械臂部件進行拓撲優(yōu)化，流程包括拓撲優(yōu)化、結構光順、模型驗證，并通過3D打印工藝生產制造。優(yōu)化結果在最大應力和最大變形相當?shù)那闆r下，重量減少了40%。

而設計結構的靜強度指標與原始結構保持基本一致，動、靜剛度均有較大程度提高，從而有助于提高定位精度、對編程軌跡的跟蹤精度、以及系統(tǒng)穩(wěn)定性等關鍵性能指標；大幅度減低機器人驅動功率，節(jié)省用戶使用成本，提高了整個機械臂結構在長期運行條件下的可靠性。

汽車前橋的再設計則是通過設計實現(xiàn)工業(yè)品減重的最為典型的案例。在前橋殼原結構基礎上，將內部加筋處理，采用增材制造技術整體成型，實現(xiàn)了將原來由數(shù)十個鋼制零件連接而成的前橋殼整體鑄造成一個鋁制零件，在不降低性能指標的前提下，重量得到大幅降低。

載荷分散結構優(yōu)化，性能驅動的生成式設計

載荷分散結構優(yōu)化設計，將擴散連接結構的設計集中載荷作用在結構中心，并通過擴散連接結構傳遞到主結構完成集中載荷的擴散。通過優(yōu)化擴散連接結構，更高效地將集中載荷擴散到主結構。

拓撲優(yōu)化基于已知的設計空間、工況條件以及設計約束，并考慮工藝約束，通過計算材料內最佳的傳力路徑，通過優(yōu)化單元密度確定可以挖除的材料。實現(xiàn)了性能驅動的生成式設計，成為真正的正向設計模式。

安世亞太通過對最佳結構設計進行仿真驗證，并與初始結構的極限承載力進行比對，得出：極限承載力提高了55%。

對于中國制造業(yè)來說，通過面向增材的產品正向設計和再設計，可以不斷提高工業(yè)品的品質和功能，充分應用技術進步和工藝改進等，降低產品成本，從而幫助企業(yè)成功抵御來自于技術創(chuàng)新、環(huán)保、質量等多方面的生存威脅，幫助企業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展的恒久動力。